正极富锂复合集流体及其制备方法技术

本申请涉及一种正极富锂复合集流体及其制备方法，正极富锂复合集流体包括高分子层、两个镀铝层和两个富锂层，两个镀铝层分别设置于高分子层相背的两个表面，两个富锂层分别设置于两个镀铝层远离高分子层的表面。上述方案通过在高分子层的表面设置镀铝层和富锂层，一方面，正极富锂复合集流体具有更高的强度和延伸率，另一方面，由于富锂层的存在，锂金属做进电池以后，可以弥补前期活性锂在形成SEI膜(solid electrolyte interface，固体电解质界面)的过程中的消耗，提升电池中活性锂的含量，不仅可以提高电池的容量，同时也可以提高电池的循环寿命。的循环寿命。的循环寿命。

【技术实现步骤摘要】
正极富锂复合集流体及其制备方法


[0001]本申请涉及电池
，特别是涉及一种正极富锂复合集流体及其制备方法。

技术介绍

[0002]集流体是指汇集电流的结构或零件，在锂离子电池上主要指的是金属箔，如铜箔、铝箔。泛指也可以包括极耳。集流体的作用主要是通过涂覆将粉状的活性物质连接起来，将活性物质产生的电流汇集输出、将电极电流输入给活性物质。
[0003]常规的非水性二次电池的正极集流体采用的是高纯铝箔，其采用以下步骤制作而成：电解铝熔液加入铝锭；采用纯氮气或纯氩气向熔体中喷精炼剂进行精炼，充分搅拌均匀后静置；逆向加入铝钛硼丝进行晶粒细化，然后在除气箱内用纯氮气或纯氩气对铝液进行除气处理，除气后采用泡沫陶瓷过滤片对铝液进行过滤净化处理；净化后的铝液送铸轧机铸轧，铸轧出厚度为5.0
‑
10.0mm的坯料；再将坯料冷轧、退火，最终获得铝箔所需厚度，完成集流体的制作。
[0004]上述方案中的集流体为单一金属材质，使用功能单一，用在电池内部只能用来承载正极，收集电流，无法提供更多的使用功能。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要提供一种正极富锂复合集流体及其制备方法，旨在解决现有技术存在的集流体功能单一的问题。
[0006]一方面，本申请提供一种正极富锂复合集流体，包括高分子层、两个镀铝层和两个富锂层，两个所述镀铝层分别设置于所述高分子层相背的两个表面，两个所述富锂层分别设置于两个所述镀铝层远离所述高分子层的表面。
[0007]上述方案通过在高分子层的表面设置镀铝层和富锂层，一方面，正极富锂复合集流体具有更高的强度和延伸率，另一方面，由于富锂层的存在，锂金属做进电池以后，可以弥补前期活性锂在形成SEI膜(solid electrolyte interface，固体电解质界面)的过程中的消耗，提升电池中活性锂的含量，不仅可以提高电池的容量，同时也可以提高电池的循环寿命。
[0008]下面对本申请的技术方案作进一步的说明：
[0009]在任意实施方式中，所述正极富锂复合集流体的厚度为3微米
‑
30微米，其中所述高分子层的厚度为1微米
‑
25微米，所述镀铝层的厚度为0.3微米
‑
3.0微米，所述富锂层的厚度为0.5微米
‑
2微米。
[0010]在任意实施方式中，所述镀铝层与所述高分子层之间的剥离力≥2N/m。
[0011]在任意实施方式中，所述高分子层包括聚乙烯、聚丙烯、PET、PPS中的至少一种中的聚合物薄膜。
[0012]在任意实施方式中，所述镀铝层中铝的含量≥99.8％。
[0013]在任意实施方式中，所述富锂层包括PVDF和碳包锂；其中PVDF采用均聚物结构，所
述碳包锂中的碳材包含碳纳米管、SP、KS
‑
6、S
‑
O、石墨烯、VGCF中的至少一种。
[0014]在任意实施方式中，所述高分子层的穿刺强度≥100gf，拉伸强度MD≥200MPa，TD≥200MPa，延伸率MD≥30％，TD≥30％。
[0015]第二方面，本申请提供一种正极富锂复合集流体的制备方法，用于制备如上任一实施方式中所述的正极富锂复合集流体，包括以下步骤：
[0016]通过真空镀膜设备在所述高分子层相背的两个表面均蒸镀高纯度铝，形成所述镀铝层；
[0017]将所述碳包锂浆料涂覆在两个所述镀铝层远离所述高分子层的表面，形成所述富锂层，获得正极富锂复合集流体。
[0018]下面对本申请的技术方案作进一步的说明：
[0019]在任意实施方式中，所述制备碳包锂浆料还包括步骤制备碳包锂浆料，包括：
[0020]碳包锂颗粒制备；
[0021]将PVDF溶入有机溶剂中，真空状态下，搅拌60
‑
100min，获得混合溶剂；
[0022]将所述碳包锂颗粒加入所述混合溶剂，真空状态下，搅拌100
‑
150min，获得碳包锂浆料。
[0023]在任意实施方式中，所述碳包锂颗粒制备包括以下步骤：
[0024]将纯锂用惰性气体进行气化粉碎，获得粒径D50为0.5
‑
1.0μm的锂粉；
[0025]将所述锂粉和碳粉加入反应釜，真空搅拌以进行包覆，获得碳包锂混合粉；
[0026]将所述碳包锂混合粉在真空环境下进行烧结作业，获得碳包锂颗粒。
附图说明
[0027]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
[0028]为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1是本申请一实施方式所示的正极富锂复合集流体的结构示意图；
[0030]图2是图1中的富锂层中的碳包锂颗粒的结构示意图；
[0031]图3是本申请一实施方式所示的正极富锂复合集流体的制备方法的流程图。
[0032]附图标记说明：
[0033]100、正极富锂复合集流体；110、高分子层；120、镀铝层；130、富锂层。
具体实施方式
[0034]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施方式的限制。
[0035]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的
技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
[0036]在本申请实施方式的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0037]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正极富锂复合集流体，其特征在于，包括高分子层、两个镀铝层和两个富锂层，两个所述镀铝层分别设置于所述高分子层相背的两个表面，两个所述富锂层分别设置于两个所述镀铝层远离所述高分子层的表面。2.根据权利要求1所述的正极富锂复合集流体，其特征在于，所述正极富锂复合集流体的厚度为3微米
‑
30微米，其中所述高分子层的厚度为1微米
‑
25微米，所述镀铝层的厚度为0.3微米
‑
3.0微米，所述富锂层的厚度为0.5微米
‑
2微米。3.根据权利要求1所述的正极富锂复合集流体，其特征在于，所述镀铝层与所述高分子层之间的剥离力≥2N/m。4.根据权利要求1所述的正极富锂复合集流体，其特征在于，所述高分子层包括聚乙烯、聚丙烯、PET、PPS中的至少一种中的聚合物薄膜。5.根据权利要求1所述的正极富锂复合集流体，其特征在于，所述镀铝层中铝的含量≥99.8％。6.根据权利要求1所述的正极富锂复合集流体，其特征在于，所述富锂层包括PVDF和碳包锂；其中PVDF采用均聚物结构，所述碳包锂中的碳材包含碳纳米管、SP、KS
‑
6、S
‑
O、石墨烯、VGCF中的至少一种。7.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成豪，李学法，张国平，
申请(专利权)人：江阴纳力新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：